KR100645304B1 - Device for the detection of an angle of rotation of a brushless multi-phase d.c. motor - Google Patents

Device for the detection of an angle of rotation of a brushless multi-phase d.c. motor Download PDF

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코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명에 따른 장치는 무 브러시 다상 DC 모터(brushless multi-phase d.c. motor)의 고정자(stator)에 대한 회전자(rotor)의 회전 각도를 검출한다. 회전자는 영구 자석으로 이루어지고 고정자는 복수의 전기 권선(electrical windings)으로 구성된다. 작동 중에, 회전자를 구동시키기 위해 전기 구동 신호를 권선에 인가한다. 장치는 회전자가 회전하지 않는 동안 권선에 펄스형 전기 테스트 신호를 인가하는 구동 수단을 포함한다. 또한, 장치는 테스트 신호에 응답하여 모터에 의해 생성된 플라이백 펄스를 검출하기 위한 측정 회로를 포함한다. 장치는 또한 회전 각도를 결정하기 위해 검출된 플라이백 펄스의 지속 시간을 조합하여 처리하는 처리 유닛을 구비한다. 이와 같이 결정된 회전 각도를 근거로, 모터는 회전자가 사전 결정된 회전 방향으로 회전을 시작하도록 시동될 수 있다.

Figure 112000006019415-pct00001

The device according to the invention detects the angle of rotation of the rotor relative to the stator of a brushless multi-phase dc motor. The rotor consists of permanent magnets and the stator consists of a plurality of electrical windings. In operation, an electrical drive signal is applied to the windings to drive the rotor. The apparatus includes drive means for applying a pulsed electrical test signal to the windings while the rotor is not rotating. The apparatus also includes measurement circuitry for detecting flyback pulses generated by the motor in response to the test signal. The apparatus also includes a processing unit that combines and processes the durations of the detected flyback pulses to determine the angle of rotation. Based on the rotation angle thus determined, the motor can be started so that the rotor starts to rotate in the predetermined rotation direction.

Figure 112000006019415-pct00001

Description

무 브러시 다상 ＤＣ 모터의 회전 각도 검출 장치 및 구동 시스템과 위치 판정 방법{DEVICE FOR THE DETECTION OF AN ANGLE OF ROTATION OF A BRUSHLESS MULTI-PHASE D.C. MOTOR}DEVICE FOR THE DETECTION OF AN ANGLE OF ROTATION OF A BRUSHLESS MULTI-PHASE D.C. MOTOR}

본 발명은 무 브러시 다상 DC 모터(brushless multi-phase d.c. motor)의 고정자(stator)에 대한 회전자(rotor)의 회전 각도 검출 장치에 관한 것으로, 회전자는 영구 자석을 포함하고 고정자는 작동 시에, 회전자를 구동하기 위해 전기 구동 신호를 인가하는 다수의 전기 권선(electrical windings)을 포함하는데, 이 장치는 회전자가 회전하지 않는 동안에 권선에 전기 테스트 펄스를 인가하는 구동 수단을 구비한다. The present invention relates to an apparatus for detecting a rotation angle of a rotor relative to a stator of a brushless multi-phase dc motor, the rotor comprising a permanent magnet and the stator in operation, It includes a plurality of electrical windings that apply an electrical drive signal to drive the rotor, the apparatus comprising drive means for applying an electrical test pulse to the windings while the rotor is not rotating.

또한, 본 발명은 다상 DC 모터와 회전 각도 검출 장치를 포함하는 구동 시스템에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 본 발명에 따른 구동 시스템을 포함하는 디스크 드라이브와 테이프 스트리머(tape streamer)에 관한 것이다. The invention also relates to a drive system comprising a polyphase DC motor and a rotation angle detection device. The invention also relates to a disk drive and a tape streamer comprising a drive system according to the invention.

이러한 타입의 종래 장치는 특히 US 5,117,165에 공지되어 있다. 이러한 알려진 장치에서는, 정지 기간 동안 단기간의 상호 상반된 극성의 전류 펄스가 모터 고정자의 각 권선에 인가된다. 또한, 각각의 권선에서 전류의 상승은 전류-전압 변환기로 작용하는 직렬 저항을 사용하여 측정하게 된다. 이러한 방법으로, n-상의 DC 모터의 경우에, 2n개의 전압이 측정된다. 측정된 각각의 전류는 고정자 권선에 대한 회전자의 위치에 의존하는 것으로 확인되었다. 권선을 통과하여 2n개의 측정된 전류를 사용하여, 고정자 권선에 대한 회전자의 위치를 180˚/n의 정확도로 결정할 수 있다. 그 후에, 그 자체로도 잘 알려져 있는 방법으로, 고정자에 대한 회전자의 회전 각도에 관한 정보를 사용하여, 미리 설정된 방향으로 직접 회전을 시작하는 방식으로 모터를 시동할 수 있다. 판독 헤드(read head) 및 기록 헤드(write head)의 손상을 방지하기 위해서 다상 DC 모터가 특정 유형의 디스크 드라이버에서 사용되는 경우에, 이것은 매우 중요하다. 다상 DC 모터가 테이프 스트리머에서 사용되는 경우, 테이프의 저장 용량을 최적으로 사용하기 위해서도 이것은 매우 중요하다. Conventional devices of this type are known in particular in US Pat. No. 5,117,165. In this known arrangement, short-term mutually opposite current pulses are applied to each winding of the motor stator during the stop period. In addition, the rise of the current in each winding is measured using a series resistor acting as a current-to-voltage converter. In this way, in the case of an n-phase DC motor, 2n voltages are measured. Each current measured was found to depend on the position of the rotor with respect to the stator windings. Using 2n measured currents through the winding, the position of the rotor relative to the stator winding can be determined with an accuracy of 180 ° / n. Thereafter, in a manner well known per se, using information about the angle of rotation of the rotor with respect to the stator, the motor can be started in such a way as to start the rotation directly in the preset direction. This is very important when a multiphase DC motor is used in certain types of disk drivers to prevent damage to the read head and write head. If a multiphase DC motor is used in a tape streamer, this is also very important for optimal use of the storage capacity of the tape.

알려진 장치의 단점은, 제각기의 권선에 대해 직렬로 배치된 전류-전압 변환기를 사용하여 권선 내의 전류 상승을 모니터링한다는 점이다. 그 결과로, 비교적 다량의 전력이 전류-전압 변환기에서 손실된다. A disadvantage of known devices is that current-voltage converters in the windings are monitored using current-voltage converters arranged in series with the respective windings. As a result, a relatively large amount of power is lost in the current-voltage converter.

도 1은 본 발명에 따른 장치의 가능한 실시예, 1 shows a possible embodiment of the device according to the invention,

도 2는 장치가 다상 DC 모터를 구동할 때, 도 1에 도시된 장치의 동작을 나타내는 표,FIG. 2 is a table showing the operation of the apparatus shown in FIG. 1 when the apparatus drives a polyphase DC motor; FIG.

도 3은 도 1에 도시된 장치에 의해 연속적으로 모터에 인가되는 구동 신호에 대한 개략적인 설명, 3 is a schematic illustration of a drive signal continuously applied to a motor by the apparatus shown in FIG. 1;

도 4는 모터가 구동될 때 도 1에 도시된 장치의 동작을 나타내는 다수의 도표, 4 is a plurality of diagrams illustrating the operation of the apparatus shown in FIG. 1 when a motor is driven;

도 5는 정지해 있는 동안에 모터의 고정자에 대한 회전자의 각도를 결정하기 위해 도 1에 도시된 장치가 사용될 경우에 해당 장치의 동작을 나타내기 위한 다수의 도표, FIG. 5 is a number of diagrams illustrating the operation of the device when the device shown in FIG. 1 is used to determine the angle of the rotor to the stator of the motor while stationary;

도 6은 정지해 있는 동안에 모터의 고정자에 대한 회전자의 각도를 결정하기 위해 도 1에 도시된 장치가 사용될 경우에 해당 장치의 동작을 나타내기 위한 다수의 도표, 6 shows a number of diagrams illustrating the operation of the device when the device shown in FIG. 1 is used to determine the angle of the rotor relative to the stator of the motor while stationary;

도 7은 고정자와 회전자 사이의 회전 각도에 의존하는 권선으로부터의 플라이백 펄스의 폭 편차를 나타내는 도표,7 is a plot showing the width deviation of the flyback pulse from the winding depending on the angle of rotation between the stator and the rotor;

도 8은 도 1에 도시된 장치 개발에 따라 가능한 변경예,8 is a possible modification according to the device development shown in FIG.

도 9는 고정자에 대한 회전자의 회전 각도를 결정하기 위한 도 1에 도시된 장치의 다른 동작 방법을 나타내는 다수의 도표,9 is a plurality of diagrams illustrating another method of operation of the apparatus shown in FIG. 1 for determining the angle of rotation of the rotor relative to the stator;

도 10은 본 발명에 따른 장치를 포함하는 디스크 드라이브,10 shows a disk drive comprising an apparatus according to the invention,

도 11은 본 발명에 따른 장치를 포함하는 테이프 스트리머. 11 is a tape streamer comprising an apparatus according to the invention.

따라서, 본 발명의 목적은 이러한 결점을 극복하기 위한 해결 방법을 제공하는 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 장치는 테스트 펄스에 응답하여 모터에 의해 생성된 플라이백 펄스를 검출하는 측정 회로와, 상기 회전 각도를 결정하기 위해 검출된 플라이백 펄스의 지속 시간을 조합하여 처리하는 처리 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. It is therefore an object of the present invention to provide a solution for overcoming this drawback. To achieve this object, the device according to the invention combines a measuring circuit for detecting a flyback pulse generated by a motor in response to a test pulse, and the duration of the detected flyback pulse to determine the angle of rotation. It characterized in that it further comprises a processing unit for processing.

플라이백 펄스 검출은 각각의 권선과 직렬로 배열된 전류-전압 변환기 없이도 수행될 수 있다. 플라이백 펄스의 지속 시간 등과 같은, 플라이백 펄스의 폭은 각 권선의 자기 유도(self-induction)에 의존하는 것으로 보인다. 또한, 권선의 자기 유도는 각 권선에 대한 회전자의 회전 각도에 의존한다. 그 결과로, 상기 회전 각도는 검출된 플라이백 펄스의 측정된 지속 시간을 이용하여 결정될 수 있다. 알려진 장치의 경우와는 반대로, 플라이백 펄스의 검출은 측정이 테스트 펄스가 존재하지 않는 순간에 실행된다는 것을 의미한다. 다시 말해, 본 발명에 따르면 권선의 자기 유도 브레이크다운(breakdown)이 측정되는 반면에, 알려진 장치에서는 권선의 자기 유도 상승이 측정된다. Flyback pulse detection can be performed without a current-to-voltage converter arranged in series with each winding. The width of the flyback pulse, such as the duration of the flyback pulse, seems to depend on the self-induction of each winding. In addition, the magnetic induction of the windings depends on the angle of rotation of the rotor for each winding. As a result, the rotation angle can be determined using the measured duration of the detected flyback pulses. Contrary to the known device case, the detection of the flyback pulse means that the measurement is performed at the moment when no test pulse is present. In other words, according to the invention the magnetic induction breakdown of the winding is measured, whereas in known devices the magnetic induction rise of the winding is measured.

본 발명에 따른 장치의 또 다른 장점은, 장치에 의해 처리되는 신호 성질의 관점에서, 처리 유닛이 매우 단순하여 마이크로프로세서를 사용할 필요가 없다는 것이다.Another advantage of the device according to the invention is that, in terms of the signal properties processed by the device, the processing unit is very simple and does not require the use of a microprocessor.

특히, 각 권선이 자기 고정자(magnetic stator)에 대하여 남극 배향을 갖는지 북극 배향을 갖는지 여부를 결정한다. 이러한 정보로 고정자 즉, 고정자 권선에 대한 회전자의 회전 각도를 결정할 수 있다. In particular, it is determined whether each winding has an south pole orientation or an north pole orientation with respect to a magnetic stator. With this information it is possible to determine the angle of rotation of the stator, ie the rotor with respect to the stator windings.

특히, 구동 수단은 회전자를 회전시키기 위해 정해진 순서로 모터의 권선에 구동 신호를 순환적으로 인가하도록 적응된다.In particular, the drive means is adapted to cyclically apply a drive signal to the windings of the motor in a predetermined order to rotate the rotor.

따라서, 구동 수단은 이중 기능을 갖는 것이 바람직하다. 모터의 회전을 제어하고, 모터가 정지해 있는 동안 고정자에 대한 회전자의 회전 각도를 결정하기 위하여 구동 수단을 사용할 수 있다. Therefore, it is preferable that the drive means have a dual function. Driving means can be used to control the rotation of the motor and to determine the angle of rotation of the rotor relative to the stator while the motor is stationary.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 장치는 구동 수단이 테스트 펄스와 구동 신호를 생성하기 위해 복수의 스위칭 소자를 포함하고, 구동 수단이 구동 신호를 생성하는 주기 동안에 상기 스위칭 소자가 개방 상태에 있을 때, 구동 수단의 스위칭 소자 양단의 전압을 모니터링하는 상기 측정 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the invention, the apparatus comprises a plurality of switching elements for driving means to generate a test pulse and a drive signal, the switching elements being in an open state during a period in which the driving means generates a drive signal. And further comprising said measuring circuit for monitoring the voltage across the switching element of the drive means.

이 경우에, 이것은 측정 회로가 이중 기능을 보유한다는 것을 의미한다. 모터가 회전하는 동안에는, 스위칭 소자 양단의 전압을 모니터링하기 위해서 측정 회로를 사용하고, 모터가 정지해 있는 동안에는, 고정자에 대한 회전자의 각도를 결정하기 위해서 또한 측정 회로를 사용한다. In this case, this means that the measuring circuit has a dual function. While the motor is rotating, a measuring circuit is used to monitor the voltage across the switching element and while the motor is stationary, the measuring circuit is also used to determine the angle of the rotor to the stator.

특히, 구동 수단은 테스트 펄스를 각 권선에 인가하도록 적응된다. 이렇게 하면, 최적의 정확도로 회전 각도를 결정할 수 있다. 바람직하게는, 서로 상이한 극성을 갖는 2개의 테스트 펄스를 각 권선에 인가한다. 사용 중에 상이한 모터 위상으로 구성되는 적어도 2개의 권선을 보유하는 DC 모터인 n-상의 DC 모터의 경우, 그 회전 각도는 180˚/n의 정확도로 결정될 수 있다. In particular, the drive means is adapted to apply a test pulse to each winding. In this way, the angle of rotation can be determined with optimum accuracy. Preferably, two test pulses with different polarities are applied to each winding. In the case of an n-phase DC motor, which is a DC motor having at least two windings configured with different motor phases during use, its rotation angle can be determined with an accuracy of 180 ° / n.

매우 실용적인 실시예의 경우, 본 발명에 따른 장치는 서로 상이한 위상으로 배열된 3개의 권선(n=3)을 갖는 모터에 적응되고, 이 장치는 회전 각도 결정을 위해 작동 시에, 6개의 플라이백 펄스를 검출하기 위한 3개의 사이클로 구성되는 측정 프로세스를 수행하는데, 제 1 극성의 제 1 테스트 펄스는 제 1 사이클 중에 제 1 권선 쌍에 인가되고, 제 1 테스트 펄스에 응답하여 생성된 플라이백 펄스가 검출되며, 제 1 극성에 상반되는 제 2 극성의 제 2 테스트 펄스는 제 1 권선 쌍에 인가되고, 제 2 테스트 펄스에 응답하여 생성된 플라이백 펄스가 검출되며, 제 1 사이클이 제 2 사이클 및 제 3 사이클 중에 각각 제 2 권선 쌍과 제 3 권선 쌍에 대하여 반복되는데, 각각의 제 1 권선 쌍, 제 2 권선 쌍 및 제 3 권선 쌍은 서로 상이하다. In a very practical embodiment, the device according to the invention is adapted to a motor with three windings (n = 3) arranged in phases different from each other, which device, in operation for determining the angle of rotation, has six flyback pulses. Performing a measurement process consisting of three cycles for detecting a first test pulse of a first polarity during a first cycle, wherein a flyback pulse generated in response to the first test pulse is detected. And a second test pulse of a second polarity opposite to the first polarity is applied to the first winding pair, a flyback pulse generated in response to the second test pulse is detected, and the first cycle includes the second cycle and the first cycle. Each of the three winding pairs is repeated for the second and third winding pairs during three cycles, wherein each of the first, second, and third winding pairs is different from each other.

특히, 처리 유닛은 각 단계에서 측정되는 2개의 플라이백 펄스의 지속 시간차이를 측정할 수 있다. 이것은 결국 시간상으로 3개의 지속 시간차만이 검출된다는 것을 의미한다. 이러한 시간차는 간단하게 업-다운 카운터(up-down counter)를 사용하여 결정할 수 있다. 업-다운 카운터는 제 1 테스트 펄스에 응답하여 플라이백 펄스가 존재하는 동안에 클록의 펄스를 카운트하고, 그 후에 제 2 테스트 펄스에 응답하여 플라이백 펄스가 존재하는 동안에 클록 신호를 카운트다운한다. 이러한 방법으로, 카운터는 결국 상기 2개의 플라이백 펄스 사이의 지속 시간차를 나타낸다. 그러므로, 구동 수단이 모터를 회전시킬 수 있도록 즉, 모터가 미리 설정한 위치에서 직접적으로 회전을 시작하도록 시동되는 조건을 결정하기 위해서, 검출된 3개의 지속 시간차를 직접 구동 수단에 인가할 수 있다. In particular, the processing unit can measure the difference in duration of the two flyback pulses measured at each step. This in turn means that only three duration differences are detected in time. This time difference can be determined simply using an up-down counter. The up-down counter counts pulses of the clock during the presence of the flyback pulse in response to the first test pulse, and then counts down the clock signal during the presence of the flyback pulse in response to the second test pulse. In this way, the counter eventually shows the time difference between the two flyback pulses. Therefore, the three detected duration differences can be applied directly to the drive means in order to determine the conditions under which the drive means can rotate the motor, that is, the motor is started to start the rotation directly at the preset position.

따라서, 처리 유닛은 마이크로프로세서를 사용하지 않고도, 업-다운 카운터를 사용하여 간단하게 구현될 수 있다. Thus, the processing unit can be simply implemented using an up-down counter, without using a microprocessor.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

도 1에서 구동 펄스 및 테스트 펄스를 포함하는 구동 신호를 3상 무 브러시 DC 모터(8)에 공급하기 위한 장치를 참조 부호 1로 나타낸다. 권선(2, 4, 6)은 모터의 고정자(9)의 일부를 형성한다. 또한, 모터(8)는 도 1에 개략적으로 도시된 회전자(10)를 구비한다. 회전자(10)는 북극(north pole)이 사선으로 표시된 영구 자석을 포함한다. 남극(south pole)은 사선으로 표시되지 않았다.In Fig. 1 an apparatus for supplying a drive signal comprising a drive pulse and a test pulse to the three-phase brushless DC motor 8 is indicated by reference numeral 1. The windings 2, 4, 6 form part of the stator 9 of the motor. The motor 8 also has a rotor 10 shown schematically in FIG. 1. The rotor 10 comprises a permanent magnet whose north pole is indicated by an oblique line. The south pole is not marked with diagonal lines.

모터(8)의 고정자의 권선(2, 4, 6)에는, 모터의 자기 회전자가 회전을 시작하면 적어도 하나의 권선에는 정해진 자유 기간(free period) 동안 구동 신호가 공급되지 않는 방식으로, 정해진 순서로 구동 신호가 순환형으로 공급된다. 본 실시예에서, 정해진 자유 기간 동안에 구동 신호에 의해 3개의 권선 전부에 에너지가 공급되는 것이 아니고, 즉 동시적이 아니라 순환형으로 공급된다. The windings 2, 4 and 6 of the stator of the motor 8 are arranged in such a manner that, when the magnetic rotor of the motor starts to rotate, at least one winding is not supplied with a drive signal for a predetermined free period. The furnace driving signal is supplied in a circular manner. In this embodiment, energy is not supplied to all three windings by the drive signal during a predetermined free period, that is to say in a circular manner rather than simultaneously.

상술된 방법으로, 장치(1)는 모터(8)의 권선(2, 4, 6)에 구동 신호를 인가하기 위한 구동 수단(11)을 포함한다. 본 실시예에서, 구동 수단(11)은 다상 인버터(multi-phase inverter)(11)의 형태를 취한다. 다상 인버터(11)에 의해 생성된 구동 신호는 모터를 구동하기 위해 라인(12, 14, 16)을 통해 모터(8)의 권선(2, 4, 6)에 인가된다. 본 실시예에 따르면 3상 DC 모터가 구동되기 때문에, 본 실시예에서의 다상 인버터(11)는 3상 인버터이다. 본 실시예에서, 다상 인버터(11)는 전원 공급 회로(18)와 시퀀서(sequencer)(20)를 포함한다. 시퀀서(20)는 모터를 구동하기 위해서 라인(22.1~22.6)을 통해 전원 공급 회로(18)가 순차적으로 즉, 정해진 순환적인 순서로 권선(2, 4, 6)에 구동 신호를 공급하는 방식으로, 순차적으로 전원 공급 회로를 구동한다. 전원 공급 회로(18)는 통상적인 하나의 삼중 반 H 브리지(triple half H bridge)로 구성된다. 전원 공급 회로(18)는 전원 라인(26)과 제로 전위(zero potential)(28) 사이에 배열되는 3개의 직렬 접속 전류 경로(24, 24', 24")를 구비한다. 본 실시예에서, 전원 전압(V0)은 전원 라인(26)에 인가되고, 제로 전위 라인은 접지된다.In the manner described above, the device 1 comprises drive means 11 for applying a drive signal to the windings 2, 4, 6 of the motor 8. In this embodiment, the drive means 11 takes the form of a multi-phase inverter 11. The drive signal generated by the polyphase inverter 11 is applied to the windings 2, 4, 6 of the motor 8 via lines 12, 14, 16 to drive the motor. Since the three-phase DC motor is driven according to this embodiment, the polyphase inverter 11 in this embodiment is a three-phase inverter. In this embodiment, the polyphase inverter 11 includes a power supply circuit 18 and a sequencer 20. In order to drive the motor, the sequencer 20 supplies a driving signal to the windings 2, 4, and 6 through the lines 22.1 to 22.6 in order, that is, in a predetermined cyclic order. Then, the power supply circuit is sequentially driven. The power supply circuit 18 consists of one conventional triple half H bridge. The power supply circuit 18 has three series connected current paths 24, 24 ', and 24 "arranged between the power supply line 26 and zero potential 28. In this embodiment, The power supply voltage V 0 is applied to the power supply line 26 and the zero potential line is grounded.

각 전류 경로(24, 24', 24")는 트랜지스터(30, 32; 30', 32'; 30", 32")형의 2개의 직렬 접속 스위칭 소자로 구성된다. 트랜지스터(30, 30', 30", 32, 32', 32")는, 예를 들면, 그 자체로도 알려진 FET나, 그 이외의 알려진 스위칭 소자로 각각 이루어진다. 또한, 각 스위칭 소자(30, 30', 30", 32, 32', 32")는 각각 연관된 플라이백 다이오드(flyback diode)(34, 34', 34", 36, 36', 36")를 구비한다. 각각의 플라이백 다이오드는 각각의 스위칭 소자와 반 병렬(anti-parallel)식으로 배치된다. 각 플라이백 다이오드는 병렬로 배치되는 스위칭 소자의 기생 다이오드(parasitic diode)가 될 수 있다. 플라이백 다이오드는 권선의 자유 기간 동안에 역 기전력 전압(back emf voltage)에 의해 권선 내에 생성되는 플라이백 신호를 배출할 수 있다. 전원 라인(12, 14, 16)은 스위칭 소자(30, 32; 30', 32'; 30", 32") 사이에 있는 각각의 노드(A, B, C)에 접속된다. Each current path 24, 24 ', 24 "is composed of two series connected switching elements of transistors 30, 32; 30', 32 '; 30", 32 ". 30 ", 32, 32 ", 32 " are made of, for example, a FET which is also known per se or a known switching element other than that. Also, each switching element 30, 30 ', 30 " , 32 ', 32 "each have associated flyback diodes 34, 34', 34", 36, 36 ', 36 ". Each flyback diode has a respective switching element and a half Placed in parallel, each flyback diode may be a parasitic diode of a switching element arranged in parallel, which is a back emf voltage during the free period of the winding. Can generate a flyback signal generated within the windings. Power lines 12, 14, 16 are located between switching elements 30, 32; 30 ', 32'; 30 ", 32". It is connected to each node A, B, C.

모터를 재차 도시하는 도 2의 표 및 도 3을 참조하여 더 상세하게 전원 공급 회로(18)의 동작을 설명한다. 권선(2, 4, 6)의 단자는 도 3의 노드(A, B, C)로 표시되고, 도 1 및 도 2에서는 노드(A, B, C)에 대응된다. 일반적으로, 모터가 회전할 때, 1개의 노드(예를 들면 노드(A))는 전원 라인(26)에 접속되고, 다른 노드(예를 들면 노드(B))는 제로 전위 라인(28)에 연결되며, 마지막 노드(예를 들면 노드(C))는 플로팅(floating) 상태로 유지된다. 따라서, 6개의 서로 상이한 위상을 고려할 수 있다. 예를 들어, 제 1 위상 F에서, 전원 공급 회로(18)는, 스위칭 소자(30)가 턴 온 되는 방식으로 라인(22.3)을 통해 제어되고, 그 결과로 노드(A)가 전원 라인(26)에 접속된다. 동시에, 제 1 위상 F에서, 스위칭 소자(32')는 노드(B)가 제로 전위 라인(28)에 접속되는 방식으로, 라인(22.5)을 통해 제어된다. 제 1 위상 F 동안에, 다른 스위칭 소자들은 턴 오프되도록 제어된다. 그 결과로, 구동 전류는 제 1 위상 F에서, 전원 라인(26)으로부터 스위칭 소자(30)를 통해 노드(A)로, 노드(A)로부터 권선(2, 4)을 통해 노드(B)로, 노드(B)로부터 스위칭 소자(32')를 통해 라인(28)으로 흐르기 시작한다. 그 때, 노드(C)는 플로팅 상태로 유지된다. 이러한 제 1 위상은 도 2 및 도 3에 도시되어 있다. 도 2의 첫 행은 노드(C)가 플로팅 상태로 유지되는 동안 전류가 노드(A)에서 노드(B)로 흐르고 있는 것을 도시한다. 도 3에서, 이 전류는 원 문자 1로 표시된 화살표로 도시되어 있다. 제 2 위상에서는, 완전히 동일한 방법으로, 노드(B)가 플로팅 상태로 유지되는 동안에 노드(A)에서 노드(C)로 전류가 흐른다. 다른 위상, 즉 제 3 위상 내지 제 6 위상은 도 2 및 도 3에 도시되어 있다. 또한, 구동 기간(Pa)은 구동 신호가 모터의 권선에 인가되는 기간으로 정의될 수 있다. 또한 자유 기간(Pv)은 어떠한 구동 신호도 권선에 인가되지 않는 기간으로 정의될 수 있다. 또한, 도 3에는 구동 기간(Pa)과 자유 기간(Pv)이 도시되어 있다. 도 3에서 확인되는 바와 같이, 정해진 구동 기간(Pa) 동안, 구동 신호가 모터 권선에 인가되므로, 본 실시예에서, 2개의 권선의 구동 기간(Pa) 동안 어떠한 구동 신호도 다른 1개의 권선에 인가되지 않는다. 또한, 자유 기간의 시작점 및 종료점은 구동 기간의 시작점 및 종료점과 일치하며, 각 구동 기간은 자유 기간의 2배이다. 각 구동 기간 동안에, 지속 시간이 해당 구동 기간과 동일한 길이의 구동 펄스가 해당 권선에 인가된다. The operation of the power supply circuit 18 will be described in more detail with reference to the table of FIG. 2 and FIG. 3 showing the motor again. The terminals of the windings 2, 4, 6 are represented by nodes A, B and C in FIG. 3, and correspond to nodes A, B and C in FIGS. 1 and 2. In general, when the motor rotates, one node (e.g., node A) is connected to the power supply line 26, and the other node (e.g., node B) is connected to the zero potential line 28. The last node (e.g., node C) remains connected in a floating state. Thus, six different phases can be considered. For example, in the first phase F, the power supply circuit 18 is controlled via the line 22.3 in such a way that the switching element 30 is turned on, so that the node A is connected to the power line 26. ) Is connected. At the same time, in the first phase F, the switching element 32 'is controlled via the line 22.5 in such a way that the node B is connected to the zero potential line 28. During the first phase F, the other switching elements are controlled to be turned off. As a result, the drive current flows from the power supply line 26 to the node A through the switching element 30 and from the node A to the node B through the windings 2 and 4 in the first phase F. Flows from node B to line 28 via switching element 32 '. At that time, the node C is kept in a floating state. This first phase is shown in FIGS. 2 and 3. The first row of FIG. 2 shows that current is flowing from node A to node B while node C remains floating. In FIG. 3 this current is shown by the arrows indicated by the original letter 1. In FIG. In the second phase, in exactly the same way, current flows from node A to node C while node B remains floating. The other phases, that is, the third to sixth phases, are shown in FIGS. 2 and 3. Further, the driving period (P a) can be defined as a drive signal period is applied to the winding of the motor. The free period P v may also be defined as the period during which no drive signal is applied to the winding. Further, Fig. 3 shows a driving period (P a) and the free period (P v). As seen on Figure 3, the predetermined driving period (P a) for, since the drive signal is applied to the motor winding, in this embodiment, the driving period of the two windings (P a) any drive signal other one winding during Not authorized to Further, the start point and end point of the free period coincide with the start point and end point of the drive period, and each drive period is twice the free period. During each drive period, a drive pulse of length equal to that drive period is applied to that winding.

상술된 바와 같은 자유 기간(Pv)동안에, 노드(A, B, C) 중 1개의 노드는 플로팅 상태로 유지된다. 그러나, 예를 들어, 제 1 위상에서 노드(C)가 플로팅 상태로 유지된다면, 모터의 회전자의 회전으로 인해 권선(6)에서 유도 전압이 발생된다. 이 유도 전압은 노드(C)와 3개의 권선의 성형 점 S(star point S) 사이에서 이용될 수 있으며, 이하에서는 이 유도 전압을 '역 기전력 신호'로 지칭한다. 마찬가지로, 제 2 위상 F에서 역 기전력 신호는 노드(B)와 성형 점 S 사이에서 생성되며, 제 3 위상 F에서 역 기전력 신호는 노드(C)와 성형 점(S)사이에서 생성되고, 그 다음에도 동일한 방식이다.During the free period P v as described above, one of the nodes A, B, C remains floating. However, if, for example, the node C remains floating in the first phase, an induced voltage is generated in the winding 6 due to the rotation of the rotor of the motor. This induced voltage can be used between the node C and the star point S of the three windings, hereinafter referred to as the inverse electromotive force signal. Similarly, in the second phase F, the back EMF signal is generated between the node B and the forming point S, and in the third phase F, the back EMF signal is generated between the node C and the forming point S, and then The same way.

시퀀서(20)는 일반적으로 알려진 유형이며, 클록(27)에 의해 생성되어 라인(38)을 통해 인가되는 클록 신호의 리듬으로 라인(22.1∼22.6)에서 제어 신호를 생성하고, 이 도선은 도 3의 표에 주어진 순서대로 스위칭 소자들(30, 30', 30", 32, 32', 32")을 순환적으로 턴-온한다. 시퀀서(20)는 예를 들면, 그 자체로도 알려진 시프트 레지스터(shift register)를 포함하여, 모터가 전기적으로 1 회전을 할 때마다 6회 순환하게 한다.Sequencer 20 is a generally known type and generates a control signal at lines 22.1-22.6 with the rhythm of the clock signal generated by clock 27 and applied over line 38, which is shown in FIG. 3. The switching elements 30, 30 ', 30 ", 32, 32', 32" are cyclically turned on in the order given in the table. Sequencer 20 includes, for example, a shift register, also known per se, to allow the motor to cycle six times each electrical turn.

도 4의 F로 표시된 첫 행에는, 모터가 전기적으로 완전하게 한 번 회전할 때 연속하여 발생하는 서로 상이한 6개의 위상이 도시되어 있다. 행 A, B, C는 각각의 전압을 모터의 노드(A, B, C)에 대한 시간 함수로서 나타내었다. 이는 예를 들면, 제 1 및 제 2 위상 동안에, 노드(A)의 전압이 전원 전압 V0과 동일하다는 것을 나타낸다. 제 3 위상 동안에, 노드(A)는 플로팅 상태이고, 역 기전력 신호가 권선(2)에서 생성된다. 제 4 위상 초기에, 노드(A)의 전압은 노드(A)가 제로 전위 라인(28)에 접속되기 때문에 제로 점의 전압과 동일하게 된다. 이러한 상황은 제 4 위상 및 제 5 위상에서도 지속된다. 제 6 위상에서, 노드(A)가 다시 플로팅 상태가 되고, 역 기전력 신호가 다시 생성된다. 노드(A)에서와 동일한 신호가 노드(B)에서 생성되는데, 노드(B)의 신호는 노드(A)에서의 신호에 대하여 120° 위상으로 시프트(shift)된다. 마찬가지로, 노드(C)에서는 노드(A)에서의 신호에 대하여 240° 위상으로 시프트된 신호가 생성된다. In the first row, labeled F in FIG. 4, six different phases are shown which occur successively when the motor rotates once completely electrically. Rows A, B, and C represent each voltage as a function of time for nodes A, B, and C of the motor. This indicates, for example, that during the first and second phases, the voltage at node A is equal to the supply voltage V 0 . During the third phase, node A is in a floating state and a back electromotive force signal is generated in winding 2. At the beginning of the fourth phase, the voltage at node A becomes equal to the voltage at zero point because node A is connected to zero potential line 28. This situation persists in the fourth and fifth phases. In the sixth phase, node A is again in a floating state and a back EMF signal is generated again. The same signal as at node A is generated at node B, where the signal at node B is shifted in phase by 120 ° relative to the signal at node A. Similarly, at node C, a signal shifted in phase 240 degrees with respect to the signal at node A is generated.

또한, 본 발명에 따른 장치(1)는 모터가 회전하지 않을 때, 권선(2, 4, 6)으로 이루어지는 고정자(9)에 대한 회전자(10)의 회전 각도를 결정하기에 적합하다. 본 실시예에서, 구동 수단(11)은 또한 스위칭 소자들(32, 32', 32")과 병렬로 배열된 모니터(40, 40', 40")를 포함하고 있다. 모니터(40, 40', 40")는 각각 라인(42, 42', 42")을 통해 장치의 처리 유닛(44)에 접속된다. 처리 유닛(44)은 라인(46)을 통해 구동 수단(11)에 접속된 출력 포트를 구비한다. 본 실시예에서, 라인(46)은 구동 수단(11)의 시퀀서(20)에 접속된다. The device 1 according to the invention is also suitable for determining the angle of rotation of the rotor 10 with respect to the stator 9 consisting of windings 2, 4, 6 when the motor is not rotating. In this embodiment, the drive means 11 also comprises a monitor 40, 40 ′, 40 ″ arranged in parallel with the switching elements 32, 32 ′, 32 ″. The monitors 40, 40 ', 40 "are connected to the processing unit 44 of the apparatus via lines 42, 42', 42", respectively. The processing unit 44 has an output port connected to the drive means 11 via a line 46. In the present embodiment, the line 46 is connected to the sequencer 20 of the drive means 11.

본 발명에 따른 장치(1)는 또한 각각 스위칭 소자(30, 30', 30")에 대해서 병렬로 배치된 모니터(48, 48', 48")를 포함한다. 이 모니터들에 의해서 측정된 전압은 각각 라인(50, 50', 50")을 통해 처리 유닛(44)에 인가된다. The device 1 according to the invention also comprises a monitor 48, 48 ′, 48 ″ arranged in parallel with respect to the switching elements 30, 30 ′, 30 ″ respectively. The voltages measured by these monitors are applied to the processing unit 44 via lines 50, 50 ', 50 ", respectively.

고정자(9)에 대한 회전자(10)의 회전 각도를 검출하는 장치는 다음과 같이 작동한다. The device for detecting the rotational angle of the rotor 10 with respect to the stator 9 operates as follows.

회전자가 회전하지 않는 동안에, 구동 수단(11)을 이용하여 전기 테스트 펄스를 권선(2, 4, 6)에 인가한다. 테스트 펄스의 폭은 매우 좁아 테스트 펄스의 작용 하에서는 회전자가 회전되지 않는다. While the rotor is not rotating, the drive means 11 applies an electrical test pulse to the windings 2, 4, 6. The width of the test pulse is very narrow so that the rotor does not rotate under the action of the test pulse.

테스트 펄스가 권선에 인가되는 것에 의해서, 각 테스트 펄스에 대한 각각의 권선 내에 플라이백 펄스가 생성된다. 이 플라이백 펄스는 각 권선의 자기 유도에 대한 반응이다. 각 권선(2, 4, 6)의 플라이백 펄스는, 본 실시예에서 모니터(40, 40', 40")에 의해 형성된 측정 회로를 이용하여 검출할 수 있다. 검출된 플라이백 펄스는 각 라인(42, 42', 42")을 통해 처리 유닛(44)에 인가된다. 처리 유닛(44)은 상기 회전 각도를 결정하기 위해 플라이백 펄스의 시간을 조합하여 처리한다. By applying a test pulse to the winding, a flyback pulse is generated in each winding for each test pulse. This flyback pulse is a response to the magnetic induction of each winding. The flyback pulses of the respective windings 2, 4 and 6 can be detected using the measuring circuit formed by the monitors 40, 40 'and 40 "in this embodiment. The detected flyback pulses are detected on each line. Is applied to the processing unit 44 via 42, 42 ', 42 ". The processing unit 44 processes the combined time of the flyback pulses to determine the angle of rotation.

측정 회로는 또한 모니터(48, 48', 48")를 포함할 수 있다는 것을 주의하라. 이 모니터를 이용하여, 각 권선(2, 4, 6)에서 플라이백 펄스를 결정할 수 있다. Note that the measurement circuit can also include monitors 48, 48 ', 48 ". With this monitor, flyback pulses can be determined at each winding 2, 4, 6.

또한, 모니터(42, 42', 42")들과 다른 모니터(48, 48', 48")들을 사용하여, 상술된 바와 같이 회전자가 회전하도록 하기 위해서, 스위칭 소자들이 개방되어 구동 신호를 생성할 때, 스위칭 소자 양단의 전압을 모니터링할 수 있다. 따라서, 모니터는 모터가 회전하는 동안에 사용되고, 또한 모터의 고정자에 대한 회전자의 위치를 결정하기 위해 사용된다. 또한 이러한 기능은 구동 수단(11)의 스위칭 소자에도 적용된다. 사실상, 모니터를 포함하는 측정 회로는 구동 수단(11)의 일부를 형성하고, 이 구동 수단은 모터를 구동하기 위해서 모터가 정지하는 동안 고정자에 대한 회전자의 회전 각도를 결정하기 위해 사용된다. Also, using monitors 42, 42 ', 42 "and other monitors 48, 48', 48", the switching elements may be opened to generate a drive signal to allow the rotor to rotate as described above. When the voltage across the switching element can be monitored. Thus, the monitor is used while the motor is rotating, and also used to determine the position of the rotor relative to the stator of the motor. This function also applies to the switching element of the drive means 11. In fact, the measuring circuit comprising a monitor forms part of the drive means 11, which drive means is used to determine the angle of rotation of the rotor relative to the stator while the motor is stopped to drive the motor.

도 1에 도시된 장치에 대한 다른 제 1 실시예는 도 5, 도 6, 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다. Another first embodiment of the apparatus shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 5, 6, 7 and 8.

도 8에 도시된 장치를 이용하여, 6개의 플라이백 펄스를 검출하기 위해 3개의 사이클을 갖는 측정 프로세스를 실행한다. 먼저, 도 5를 참조하여 제 1 사이클을 설명한다. Using the apparatus shown in FIG. 8, a measurement process with three cycles is performed to detect six flyback pulses. First, the first cycle will be described with reference to FIG. 5.

도 5 내에 1로 지정된 화살표에 의해 표시되어 있는 제 1 단계에서, 제 1 극성을 갖는 제 1 테스트 펄스를 제 1 권선 쌍, 본 실시예에서는 권선(2, 4)에 인가한다. 이를 위하여, 스위칭 소자(30, 32')를 사전 결정된 주기 동안 닫는다. 그 결과로, 전원 라인(26)으로부터 라인(12)을 따라서 스위칭 소자(30)를 통과하여 권선(2)의 노드(A)까지 전류가 흐르기 시작한다. 이 전류는 권선(2, 4)을 통해 권선(4)의 노드(B)로 흐른다. 다음에, 전류는 권선(4)의 노드(B)로부터 라인(14)을 따라서 스위칭 소자(32')를 통과하여 제로 라인(28)까지 흐른다. 제 1 단계의 종료 시점에서, 스위칭 소자(30, 32')는 다시 개방되는데, 이는 제 1 테스트 펄스의 끝에 도달하였다는 것을 의미한다. 제 1 사이클의 제 1 단계 동안에, 모니터(40)(또는 모니터(48'))는 V0과 동등한 전압을 검출할 수 있다(도 5의 40으로 표시된 도표 부분 참조). 또한, A에서 B로 권선을 통과하여 흐르는 전류는 제 1 단계동안 점차적으로 증가하게 된다(도 5의 IA ->B로 표시된 도면 참조). In a first step indicated by an arrow designated by 1 in FIG. 5, a first test pulse having a first polarity is applied to a first pair of windings, windings 2 and 4 in this embodiment. For this purpose, the switching elements 30, 32 'are closed for a predetermined period. As a result, current begins to flow from the power supply line 26 through the switching element 30 along the line 12 to the node A of the winding 2. This current flows through the windings 2, 4 to the node B of the winding 4. The current then flows from node B of winding 4 through switching element 32 'along line 14 to zero line 28. At the end of the first phase, the switching elements 30, 32 'are opened again, meaning that the end of the first test pulse has been reached. During the first phase of the first cycle, monitor 40 (or monitor 48 ') may detect a voltage equal to V 0 (see chart portion 40 in FIG. 5). In addition, the current flowing through the winding from A to B gradually increases during the first phase (see the diagram labeled I A- > B in FIG. 5).

제 1 단계 종료 시점에서, 스위칭 소자(30, 32')는 다시 열린다. 이것으로 제 1 테스트 펄스가 끝났다는 것을 정의한다. 권선(2, 4)의 노드(A)와 노드(B)의 양단에서 전원 전압 V0이 중지되면, 이에 대한 응답으로 권선(2, 4) 내에 자기 유도 전압이 생성될 것이다. 이 자기 유도 전압에는 권선(2, 4)에서 자기 유도 전류가 생성되어 이 전류가 A에서 B로 흐르고, 또한 이 전류가 시간 함수로서 감소되게 하는 극성이 존재한다(도 5의 IA ->B로 표시된 부분 참조). 따라서 유도 전류는 다이오드(36)와 라인(12)을 통해 제로 라인(28)로부터 노드(A)로, 권선(2, 4)을 통해 노드(B)로 흐르고, 라인(14)과 다이오드(34')를 통해 전원 라인(26)으로 흐른다. 상기 유도 전류는 플라이백 펄스(P)를 생성하여 그 전압이 제 2 단계(도 5의 제일 위 도표 참조)에서 모니터(40)를 이용하여 검출되는 것을 의미한다. 플라이백 펄스(P)의 폭은 권선(2, 4)의 자기 유도에 의존하고, 그에 따라 고정자에 대한 회전자의 회전 각도에 의존하는 것으로 보인다. 검출된 플라이백 펄스는 라인(42)을 통해 처리 유닛(44)에 인가된다. At the end of the first phase, the switching elements 30, 32 'are opened again. This defines that the first test pulse is over. If the supply voltage V 0 is stopped at both the nodes A and B of the windings 2, 4, a magnetic induction voltage will be generated in the windings 2, 4 in response. This magnetic induction voltage has a polarity that causes a magnetic induction current to be generated in the windings 2 and 4 so that this current flows from A to B and also decreases as a function of time (I A- > B in FIG. 5). ). Thus, the induced current flows from the zero line 28 to the node A through the diode 36 and the line 12 and through the windings 2 and 4 to the node B, the line 14 and the diode 34. ') Through the power line 26. The induced current means that the flyback pulse P is generated and its voltage is detected using the monitor 40 in the second step (see the top diagram in FIG. 5). The width of the flyback pulse P appears to depend on the magnetic induction of the windings 2, 4 and thus on the angle of rotation of the rotor relative to the stator. The detected flyback pulse is applied to the processing unit 44 via line 42.

플라이백 펄스(P)가 측정되는 제 2 단계가 완료되면, 사이클의 제 3 단계에서 제 2 테스트 펄스가 생성되고, 이 제 2 테스트 펄스는 제 1 테스트 펄스의 극성과는 상반되는 극성을 갖는다. 이를 위하여, 스위칭 소자(30')와 스위칭 소자(32)는 제 3 단계에서 사전 설정된 시간 동안 닫히는데, 이는 도 5에서 3으로 지정된 화살표에 의해 표시되어 있다. 제 3 단계에서, 전류는 스위칭 소자(30')와 라인(14)을 통해 전원 라인(26)으로부터 권선(4)의 노드(B)로 흐른다. 다음에, 전류는 권선(4)과 권선(2)을 통해 노드(B)에서부터 노드(A)로 흐른다. 그 후에, 전류는 스위칭 소자(32)를 통해 라인(12)을 따라 노드(A)에서 제로 라인(28)으로 흐른다. 제 3 단계에서, 모니터(40')에 의해 검출된 전압은 V0과 동일하다. 또한, 제 3 단계 동안에 B에서 A로 흐르는 전류는 점차적으로 증가할 것이다. 도 5에서, 이것은 IA ->B로 표시된 도면 내에서 부의 전류(negative current)로서 도시되어 있는데, 이는 도면이 A에서 B로 흐르는 전류를 나타내기 때문이다. 제 2 테스트 펄스가 중지된 후, 이에 대한 응답으로서 권선(2, 4)에서, 또 다른 자기 유도 전압이 생성될 것이다. When the second step in which the flyback pulse P is measured is completed, a second test pulse is generated in the third step of the cycle, the second test pulse having a polarity opposite to that of the first test pulse. For this purpose, the switching element 30 'and the switching element 32 are closed for a preset time in the third step, which is indicated by the arrows designated 3 in FIG. In a third step, current flows from power supply line 26 to node B of winding 4 via switching element 30 'and line 14. Next, current flows from node B to node A via winding 4 and winding 2. Thereafter, current flows from node A to zero line 28 along line 12 through switching element 32. In a third step, the voltage detected by the monitor 40 'is equal to V 0 . In addition, the current flowing from B to A during the third step will gradually increase. In FIG. 5 this is shown as a negative current in the figure represented by I A- > B since the figure represents the current flowing from A to B. After the second test pulse has stopped, in response to the windings 2, 4 another magnetic induced voltage will be generated.

제 2 단계에서 설명한 것과 완전히 동일한 방법으로, 사이클의 제 4 단계에서 모니터(40')(또는 모니터(48))를 이용하여 생성된 플라이백 펄스(P')를 측정할 수 있으며, 이에 대한 것은 도 5 내의 도면 40'을 참조한다. 플라이백 펄스(40')가 존재하는 동안, 권선(2, 4)을 통과하는 유도 전류는 다시 느린 속도로 감소하게 된다. 또한, 플라이백 펄스(P')의 폭은 자기 유도에 의존하고, 따라서 고정자에 대한 회전자의 회전 각도에도 의존한다. 권선(2)은 다른 권선(4)과는 다른 고정자에 대한 각도 위치를 점유하고 있으므로, 제 2 단계 및 제 4 단계 중에 생성된 자기 유도 전류는 서로 다른 속도로 감소할 것이다. 결과적으로, 플라이백 펄스(P)는 플라이백 펄스(P')의 폭인 Δt'과는 다른 폭 Δt를 갖게 된다. 일반적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 플라이백 펄스의 폭인 Δt는 회전자와 고정자 사이의 회전 각도 θ에 의존한다. 권선(1)과 권선(2) 사이의 각도차는 120˚라고 알려져 있으므로, 시간 차 Δt-Δt'를 근거로 권선(2)의 방향이 북위인지 남위인지 결정하는 것이 가능하다. 예를 들어, Δt-Δt'가 0보다 더 적다면, 권선(2)의 노드(A)는 회전자의 북위 방향을 향하여 배향된다는 결론을 도출할 수 있다. 반대로, Δt-Δt'가 0보다 크다면, 노드(A)는 고정자의 남위 방향을 향하여 배향된다는 결론을 도출할 수 있다. In exactly the same way as described in the second step, the flyback pulse P 'generated using the monitor 40' (or monitor 48) can be measured in the fourth step of the cycle, for which Reference is made to FIG. 40 'in FIG. While the flyback pulse 40 'is present, the induced current through the windings 2, 4 again decreases at a slow rate. The width of the flyback pulse P 'also depends on the magnetic induction and thus also on the angle of rotation of the rotor relative to the stator. Since the winding 2 occupies an angular position with respect to the stator different from the other winding 4, the magnetic induction current generated during the second and fourth stages will decrease at different rates. As a result, the flyback pulse P has a width Δt different from Δt 'which is the width of the flyback pulse P'. In general, as shown in FIG. 7, the width of the flyback pulse, Δt, depends on the angle of rotation θ between the rotor and the stator. Since the angle difference between the winding 1 and the winding 2 is known as 120 °, it is possible to determine whether the direction of the winding 2 is north or south based on the time difference Δt−Δt '. For example, if Δt−Δt ′ is less than zero, it can be concluded that node A of winding 2 is oriented towards the north direction of the rotor. Conversely, if Δt−Δt ′ is greater than zero, it can be concluded that node A is oriented towards the south direction of the stator.

도 5에 도시된 경우에, Δt는 Δt'보다 적은 반면, 도 6에서는 Δt'가 Δt보다 적다. 따라서, 도 6에 도시된 경우에, 노드는 남위를 향해 배향되지만, 도 5에 도시된 노드는 북위를 향해 배향된다. In the case shown in Fig. 5, Δt is less than Δt ', whereas in Fig. 6 Δt' is less than Δt. Thus, in the case shown in FIG. 6, the node is oriented towards south latitude, while the node shown in FIG. 5 is oriented towards north latitude.

다음으로, 제각기 제 2 권선쌍(4, 6)과 제 3 권선쌍(6, 2)에 대하여 제 2 사이클과 제 3 사이클 중에 제 1 사이클을 반복한다. 따라서, 간단히 말하면, 제 2 권선쌍에 있어서, 제 2 사이클의 제 1 단계에서 스위칭 소자(30', 32")를 닫고, 제 2 사이클의 제 2 단계에서 모니터(40')(또는 모니터(48"))를 이용하여 플라이백 펄스를 측정하며, 제 2 사이클의 제 3 단계에서 스위칭 소자(30") 및 스위칭 소자(32')를 닫고, 제 2 사이클의 제 4 단계에서 모니터(40")(또는 모니터(48'))를 이용하여 플라이백 펄스를 측정한다는 것을 의미한다. 또한, 제 3 사이클의 제 1 단계에서 스위칭 소자(30")와 스위칭 소자(32)를 닫고, 제 3 사이클의 제 2 단계에서 모니터(40")(또는 모니터(48))를 이용하여 플라이백 펄스를 측정하며, 제 3 사이클의 제 3 단계에서 스위칭 소자(30)와 스위칭 소자(32")를 닫고, 제 3 사이클의 제 4 단계에서 모니터(40)(또는 모니터 48")를 이용하여 플라이백 펄스를 측정한다. 각각의 상기 6개의 플라이백 펄스는 제각기 라인(42, 42', 42")을 통해 처리 유닛(44)에 인가된다. 처리 유닛(44)은 다음과 같이 이러한 플라이백 펄스를 처리한다. Next, the first cycle is repeated during the second cycle and the third cycle for the second winding pair 4, 6 and the third winding pair 6, 2, respectively. Thus, in short, for the second winding pair, the switching elements 30 ', 32 "are closed in the first phase of the second cycle, and the monitor 40' (or monitor 48) in the second phase of the second cycle. Measure the flyback pulse using ")), close the switching element 30 " and switching element 32 'in the third stage of the second cycle, and monitor 40 " in the fourth stage of the second cycle. (Or monitor 48 ') to measure the flyback pulse. In addition, the switching element 30 " and the switching element 32 are closed in the first stage of the third cycle, and the flyback using the monitor 40 " (or monitor 48) in the second stage of the third cycle. Measuring the pulse, closing the switching element 30 and the switching element 32 "in the third stage of the third cycle, and using the monitor 40 (or monitor 48") in the fourth stage of the third cycle, Measure the back pulse. Each of these six flyback pulses is applied to processing unit 44 via lines 42, 42 ', 42 ", respectively. Processing unit 44 processes these flyback pulses as follows.

제 1 사이클에서 검출되는 제 1 플라이백 펄스(P)는 처리 유닛(44)의 선택 장치(52)를 통해 카운터(54)에 인가된다. 본 실시예에서, 카운터(54)는 라인(38) 상의 신호에 의해 클로킹(clocked)된다. 제 1 사이클의 플라이백 펄스(P)가 존재하는 한, 카운터(44)는 라인(38)을 통해 인가된 펄스의 수를 카운트한다. 다음으로, 제 1 사이클의 제 4 단계에서, 모니터(40')에 의해 검출된 플라이백 펄스(P')는 선택 장치를 통해 카운터(54)에 인가된다. 이 기간 동안, 라인(38)을 통해 인가된 클록 신호의 리듬으로 카운트다운을 수행한다. 또한 카운터(54)의 카운트(count)(C)를 도 5에 나타내었다. 제 1 사이클의 제 4 단계의 종료 시점에서 카운트는 음수가 되는데, 이것은 권선(2)의 노드(A)가 고정자의 북위 방향을 향한다는 것을 의미한다. 카운터의 (양수 또는 음수인) 카운트(C)는 처리 유닛(44)의 선택 장치(56)를 통해 제 1 메모리(60) 내에 저장된다. The first flyback pulse P detected in the first cycle is applied to the counter 54 via the selection device 52 of the processing unit 44. In this embodiment, the counter 54 is clocked by the signal on the line 38. As long as the flyback pulse P of the first cycle is present, the counter 44 counts the number of pulses applied via line 38. Next, in the fourth step of the first cycle, the flyback pulse P 'detected by the monitor 40' is applied to the counter 54 via the selection device. During this period, a countdown is performed with the rhythm of the clock signal applied over line 38. In addition, the count C of the counter 54 is shown in FIG. At the end of the fourth phase of the first cycle, the count becomes negative, which means that node A of the winding 2 faces the north direction of the stator. The counter C (positive or negative) is stored in the first memory 60 via the selection device 56 of the processing unit 44.

완전히 동일한 방법으로, 권선쌍(4, 6)의 플라이백 펄스(P)와 플라이백 펄스(P')의 지속 시간차는 제 2 사이클 중에 카운터(54)를 이용하여 결정된다. 제 2 사이클의 제 4 단계의 종료 시점에서 카운터(54)의 카운트는 메모리(60') 내에 저장된다. 또한, 완전히 동일한 방법으로, 제 3 사이클 내에서 생성된 플라이백 펄스의 지속 시간차도 결정되어 메모리(60") 내에 저장된다. In exactly the same way, the time difference between the flyback pulse P and flyback pulse P 'of the winding pairs 4 and 6 is determined using the counter 54 during the second cycle. At the end of the fourth phase of the second cycle, the count of the counter 54 is stored in the memory 60 '. In exactly the same way, the duration difference of the flyback pulses generated in the third cycle is also determined and stored in the memory 60 ".

도 8에 도시된 장치에서, 시퀀서는 서로 폐쇄 루프 내에서 서로 직렬로 배열된 복수의 시프트 레지스터(62, 62', 62")를 포함한다. 시프트 레지스터(62)의 컨텐츠는 라인(22.4, 22.3)을 이용하여 스위칭 소자(30, 32)의 스위칭 상태를 정의한다. 마찬가지로, 시프트 레지스터(62')의 컨텐츠는 스위칭 소자(30', 32')의 스위칭 상태를 정의한다. 시프트 레지스터(62")의 컨텐츠는 스위칭 소자(30", 32")의 스위칭 상태를 정의한다.In the apparatus shown in Figure 8, the sequencer includes a plurality of shift registers 62, 62 ', 62 "arranged in series with each other in a closed loop from each other. The contents of the shift register 62 are lines 22.4, 22.3. Is used to define the switching state of the switching elements 30, 32. Similarly, the contents of the shift register 62 'define the switching state of the switching elements 30', 32 '. ) Defines the switching state of the switching elements 30 ", 32".

상술된 3개의 사이클이 완료되었을 때, 메모리(60)의 컨텐츠는 라인(64)을 통해 시프트 레지스터(62)에 인가된다. 완전히 동일한 방법으로, 메모리(60')의 컨텐츠는 라인(64')을 통해 시프트 레지스터(62')에 인가된다. 또한, 메모리(60")의 컨텐츠는 라인(64")을 통해 시프트 레지스터(62")에 인가된다. 다음에, 시프트 레지스터는, 구동 수단(11)이 활성화될 때에 회전자가 사전 결정된 방향으로 회전되어 구동 신호를 생성하는 방식으로 서로에 대하여 로딩된다. 일반적으로, 테스트 펄스의 폭은 구동 신호의 구동 펄스의 폭보다 적어지게 된다. When the three cycles described above are completed, the contents of memory 60 are applied to shift register 62 via line 64. In exactly the same way, the contents of memory 60 'are applied to shift register 62' via line 64 '. In addition, the contents of the memory 60 "are applied to the shift register 62" via the line 64 ". Then, the shift register is rotated in the predetermined direction by the rotor when the driving means 11 is activated. And are loaded relative to each other in such a way as to generate a drive signal.

본 발명은 상기 언급한 실시예만으로 한정되는 것이 아님을 주지하라. Note that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment only.

예를 들어, 모니터(40, 40', 40")를 이용하는 것 대신에, 모니터(48, 48', 48")을 이용하여 마찬가지로 플라이백 펄스를 검출할 수 있다. 또한, 상술된 시프트 레지스터를 이용하는 것 대신에 다른 방법으로 시퀀서(sequencer)를 형성하는 것도 가능하다. For example, instead of using the monitors 40, 40 ', 40 ", the monitors 48, 48', 48" may similarly detect flyback pulses. It is also possible to form a sequencer in other ways instead of using the shift register described above.

또한, 상술된 3개의 사이클은, 도 9를 참조하여 설명된 바와 같이, 다른 방식으로도 구성될 수 있다. The three cycles described above may also be configured in other ways, as described with reference to FIG. 9.

도 9는 도 1의 장치를 이용하여 수행될 수 있는 다른 측정 방법에 의한 제 1 사이클을 나타낸다. 이 제 1 사이클에서 제 1 테스트 펄스의 전류가 전부 권선(2)을 통해 흘러서 그 후에 권선(4)과 권선(6)사이를 분리하게 방식으로 제 1 테스트 펄스가 권선에 인가된다. 도 9에서 권선을 통해 A에서 흐르는 전류는 IA ->B&C로 표시되어 있다. 도 9에서 권선(4)을 통해 B에서 A로 흐르는 전류는 IB ->A로 표시되어 있다. 마지막으로, 도 9에서 권선(6)을 통해 C에서 A로 흐르는 전류는 IC ->A로 표시되어 있다. 이와 같이 테스트 펄스를 권선(2, 4, 6)에 인가하기 위해, 제 1 사이클의 제 1 단계에서 스위칭 소자(30, 32', 32")를 닫는다. 제 1 단계의 종료 시점에서, 전류 공급이 중지된다. 이를 위하여, 스위칭 소자(32', 32")와, 필요한 경우, 스위칭 소자(30)를 다시 열리게 한다. 이 결과로, 권선(2, 4)을 조합하고 권선(2, 6)을 조합하는 것에 의해 플라이백 펄스가 생성된다. 이와 같이 제 1 테스트 펄스에 응답하여 2개의 상이한 플라이백 펄스가 생성된다. 제 1 플라이백 펄스에 대응되는 권선(4)을 통과하는 전류는 Δt 시간 동안 유지된다. 결과적으로 이 플라이백 펄스는 Δt와 동등한 폭을 갖게 된다(도 9 참조). 권선(6)을 통과하는 플라이백 펄스의 전류는 Δt' 시간동안 유지된다. 결과적으로, 권선(6)에 대응되는 플라이백 펄스는 Δt'와 동일한 폭을 갖게 된다(도 9 참조). 따라서 생성된 플라이백 펄스를 다시 모니터(40, 40', 40")를 이용하여 측정하고, 처리 유닛(44)에 인가할 수 있다. 완전히 동일한 방식으로, 제 1 사이클은 제각기 제 2 사이클과 제 3 사이클 내에서 반복되어, 제 2 테스트 펄스의 전류가 전부 제 2 권선을 통해서 흐르고 제 1 권선과 제 2 권선 사이에서 분할되어, 제 1 권선과 제 3 권선을 통과하고, 또한 제 3 펄스의 전류가 전부 제 3 권선을 통해 흐르고 제 1 권선과 제 2 권선 사이에서 분할되어 제 1 권선과 제 2 권선을 통과한다. 따라서, 제 2 사이클에서도 2개의 플라이백 펄스가 생성되며, 이 펄스는 모니터(40, 40', 40")의해 검출되어 처리 유닛(44)에 인가된다. 마찬가지로, 제 3 사이클 내에서 생성된 플라이백 펄스가 검출되어 처리 유닛(44)에 인가된다. 처리 유닛은 제 1 사이클에 대응되는 2개의 플라이백 펄스 중에 어느 것이 더 긴지 결정한다. 제 1 사이클에 있어서, 노드(A)가 고정자의 자장의 북위를 향할 때 제 1 플라이백 펄스는 제 2 플라이백 펄스보다 지속 시간이 더 길다. 권선(2)의 노드(A)가 고정자의 자장의 남위를 향할 때, 이 상태는 다른 상태가 된다. 이것은 제 2 사이클과 제 3 사이클에 있어서 제 2 권선(4) 및 제 3 권선(6)에 대해서도 완전히 동일한 방식이다. 따라서, 각 노드(A, B, C)에 대하여 자장의 북위를 향하는지 자장의 남위를 향하는지 여부를 결정할 수 있다. 다음으로, 이러한 3개의 사실을 근거로 하여 고정자에 대한 회전자의 회전 위치를 60˚의 정확성으로 결정할 수 있다. 9 shows a first cycle by another measuring method that can be performed using the apparatus of FIG. 1. In this first cycle the first test pulse is applied to the winding in such a way that all of the current of the first test pulse flows through the winding 2 and then separates between the winding 4 and the winding 6. In FIG. 9, the current flowing in A through the winding is denoted by I A- > B & C. In FIG. 9 the current flowing from B to A through the winding 4 is denoted by I B- > A. Finally, in FIG. 9 the current flowing from C to A through winding 6 is denoted by I C- > A. In order to apply the test pulse to the windings 2, 4 and 6 in this way, the switching elements 30, 32 'and 32 "are closed in the first stage of the first cycle. At the end of the first stage, the current supply Is stopped. For this purpose, the switching elements 32 ', 32 "and, if necessary, are opened again. As a result, a flyback pulse is generated by combining the windings 2, 4 and combining the windings 2, 6. As such, two different flyback pulses are generated in response to the first test pulse. The current passing through the winding 4 corresponding to the first flyback pulse is maintained for Δt time. As a result, this flyback pulse has a width equal to Δt (see Fig. 9). The current of the flyback pulse through the winding 6 is maintained for Δt 'time. As a result, the flyback pulse corresponding to the winding 6 has the same width as Δt '(see Fig. 9). The generated flyback pulse can thus be measured again using the monitors 40, 40 ', 40 "and applied to the processing unit 44. In exactly the same way, the first cycle is the second cycle and the second cycle, respectively. Repeated within three cycles, the current of the second test pulse all flows through the second winding and is split between the first and second windings, through the first and third windings, and also the current of the third pulse. Flows through the third winding and is split between the first and second windings, passing through the first and second windings, so that two flyback pulses are generated even in the second cycle, which monitors ( 40, 40 ', 40 "are applied to the processing unit 44. Similarly, a flyback pulse generated within the third cycle is detected and applied to the processing unit 44. The processing unit determines which of the two flyback pulses corresponding to the first cycle is longer. In the first cycle, the first flyback pulse has a longer duration than the second flyback pulse when node A is directed north of the magnetic field of the stator. When the node A of the winding 2 faces south of the magnetic field of the stator, this state becomes another state. This is exactly the same for the second winding 4 and the third winding 6 in the second and third cycles. Therefore, for each node A, B, C, it is possible to determine whether it faces the north latitude of the magnetic field or the south latitude of the magnetic field. Based on these three facts, the rotational position of the rotor relative to the stator can then be determined with an accuracy of 60 °.

도 9의 예에서, 테스트 펄스는 미리 설정된 길이를 가질 수 있다. 그러나, 다른 방법으로, 테스트 펄스는 테스트 펄스의 전류값이 도 9에 나타난 바와 같이 사전 결정된 최대값인 IMAX까지 증가하게 하는 길이를 가질 수 있다.In the example of FIG. 9, the test pulse may have a preset length. However, alternatively, the test pulse may have a length that causes the current value of the test pulse to increase to a predetermined maximum value I MAX as shown in FIG. 9.

확실히, 본 발명은 또한 n이 3 이상인 n-상 DC 모터에도 적용될 수 있다. 이 경우, 180˚/n의 정확도를 가지고 회전 각도를 결정하기 위해 예를 들면, 2×n개의 플라이백 펄스를 생성할 수 있다. Certainly, the present invention can also be applied to n-phase DC motors where n is three or more. In this case, for example, 2 × n flyback pulses may be generated to determine the rotation angle with an accuracy of 180 ° / n.

도 10은 디스크 드라이브(70)의 가능한 실시예를 나타낸다. 디스크 드라이브(70)는, 본 실시예에서 3 자화성 디스크(72)로 이루어진 조립체 형태의 정보 캐리어를 포함한다. 디스크 드라이브는 회전 디스크(72) 상에 디지털 정보를 기록하고 디스크(72)로부터 디지털 정보를 판독하기 위한 판독 및 기록 유닛(74)을 포함한다. 회전 디스크(72)는 도 1에 도시된 장치(1)와 모터(8)에 의해 구동된다. 디스크 드라이브(70)의 장점은 회전 디스크(72)의 시동이 매우 신뢰성이 있다는 것이다. 이것은 디스크 드라이브(70)가 원하지 않는 회전 방향으로 부주의하게 시동되는 위험이 없고, 그럼에도 불구하고, 디스크 드라이브가 매우 신속하게 시동된다는 것을 의미한다. 10 shows a possible embodiment of the disk drive 70. The disk drive 70 comprises an information carrier in the form of an assembly of three magnetizable disks 72 in this embodiment. The disk drive includes a reading and writing unit 74 for recording digital information on the rotating disk 72 and reading the digital information from the disk 72. The rotating disk 72 is driven by the device 1 and the motor 8 shown in FIG. 1. An advantage of the disk drive 70 is that the starting of the rotating disk 72 is very reliable. This means that there is no risk of inadvertently starting up the disk drive 70 in an undesired direction of rotation, and nevertheless, the disk drive starts up very quickly.

본 발명에 따른 장치(1)는 테이프(도시되지 않음)를 구동하기 위해 다상 DC 모터(8)(도 11)를 구비하는 테이프 스트리머(80)에서 유리하게 사용될 수 있다. 그 장점은 시동 시, DC 모터가 일시적으로 원하지 않는 방향에서 회전할 수 없어서 그 결과로 테이프 저장 용량의 일부가 사용되지 않거나 상실되지 않는다는 것이다. The device 1 according to the invention can advantageously be used in a tape streamer 80 with a multiphase DC motor 8 (FIG. 11) for driving a tape (not shown). The advantage is that at start-up, the DC motor is temporarily unable to rotate in the undesired direction so that part of the tape storage capacity is not used or lost.

또한, 발명의 개념에 근거하여 플라이백 펄스의 폭을 기준으로 고정자에 대한 회전자의 회전 각도를 결정하기 위해 다른 측정 방법을 사용할 수 있다는 것을 주지하라. 따라서, 4상 DC 모터의 임의의 제 1 권선이 이 권선의 자성의 북위 방향을 향하는지 자성의 남위 방향을 향하는지 여부를 결정할 수 있다. 다음으로, 인접한 제 2 권선의 자기 배향이 제 1 권선의 배향에 대하여 벗어나는 것도 검토할 수 있다. 이 경우에, 제 3 권선 등에 대해 유사한 측정 과정을 실행할 수 있다.
본 발명의 범주 내에 속하는 각각의 변형예를 고려할 수 있다.Also note that other measurement methods can be used to determine the angle of rotation of the rotor relative to the stator based on the width of the flyback pulse based on the inventive concept. Thus, it is possible to determine whether any first winding of a four-phase DC motor faces the north or south magnetic direction of this winding. Next, it can also be considered that the magnetic orientation of the adjacent second winding deviates with respect to the orientation of the first winding. In this case, a similar measuring procedure can be executed for the third winding or the like.
Each variation within the scope of the invention may be considered.

Claims (23)

무 브러시 다상 DC 모터(brushless multi-phase d.c. motor)의 고정자(stator)에 대한 영구 자석 회전자(rotor)의 회전 각도 검출 장치로서, A device for detecting the angle of rotation of a permanent magnet rotor relative to a stator of a brushless multi-phase d.c.motor, 상기 고정자는 작동 시에 상기 회전자를 구동시키기 위한 전기 구동 신호가 인가되는 복수의 전기 권선(electrical windings)을 포함하며, The stator comprises a plurality of electrical windings to which an electrical drive signal for driving the rotor is applied in operation, 상기 장치는,The device, 상기 회전자가 회전하지 않는 동안 상기 권선에 전기 테스트 펄스를 인가하는 구동 수단과,Drive means for applying an electrical test pulse to the winding while the rotor is not rotating; 상기 테스트 펄스에 응답하여 모터에 의해 생성된 플라이백 펄스(flyback pulses)를 검출하기 위한 측정 회로와,Measurement circuitry for detecting flyback pulses generated by a motor in response to said test pulse; 상기 회전 각도를 판정하기 위해 검출된 상기 플라이백 펄스의 지속 기간을 조합하여 처리하는 처리 유닛A processing unit which combines and processes the durations of the detected flyback pulses to determine the rotation angle 을 포함하는 무 브러시 다상 DC 모터의 회전 각도 검출 장치.Rotation angle detection device of a brushless polyphase DC motor comprising a. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 구동 수단은 상기 회전자를 회전시키기 위해 정해진 순서로 상기 고정자의 상기 권선에 구동 신호를 순환적으로 인가하는 무 브러시 다상 DC 모터의 회전 각도 검출 장치.And said drive means cyclically applies a drive signal to said winding of said stator in a predetermined order to rotate said rotor. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 구동 수단은, The drive means, 상기 테스트 펄스와 상기 구동 신호를 생성하기 위한 복수의 스위칭 소자와,A plurality of switching elements for generating said test pulse and said drive signal; 상기 구동 수단이 상기 구동 신호를 생성하는 기간 동안에, 상기 구동 수단의 상기 스위칭 소자가 개방 상태에 있을 때 상기 스위칭 소자의 양단에 존재하는 전압을 모니터링하기 위한 상기 측정 회로를 포함하는 무 브러시 다상 DC 모터의 회전 각도 검출 장치.A brushless polyphase DC motor comprising the measurement circuitry for monitoring the voltage present across the switching element when the switching element of the driving means is in an open state during the period in which the driving means generates the drive signal. Rotation angle detection device. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 구동 신호는 구동 펄스를 포함하고, 상기 테스트 펄스의 지속 시간은 상기 구동 펄스의 지속 시간보다 더 짧은 무 브러시 다상 DC 모터의 회전 각도 검출 장치. And said drive signal comprises a drive pulse, wherein a duration of said test pulse is shorter than a duration of said drive pulse. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 구동 수단은 각각의 상기 권선에 상기 테스트 펄스를 인가하는 무 브러시 다상 DC 모터의 회전 각도 검출 장치. And the driving means applies the test pulse to each of the windings. 제 5 항에 있어서, The method of claim 5, 서로 상이한 극성의 2개의 테스트 펄스가 각 권선에 인가되는 무 브러시 다상 DC 모터의 회전 각도 검출 장치. A rotation angle detecting device of a brushless polyphase DC motor in which two test pulses of different polarities are applied to each winding. 제 6 항에 있어서, The method of claim 6, 상기 장치는 서로 상이한 위상으로 배열된 3개의 권선(n=3)을 구비하는 모터에 적합하고, The device is suitable for a motor with three windings (n = 3) arranged in different phases from each other, 회전 각도를 결정하는 상기 장치는 작동 시에 6개의 플라이백 펄스를 검출하기 위해 3개의 사이클로 이루어지는 측정 프로세스를 실행하고,The apparatus for determining the angle of rotation executes a measurement process consisting of three cycles to detect six flyback pulses in operation, 제 1 극성의 제 1 테스트 펄스는 제 1 사이클에서 제 1 권선 쌍에 인가되고,The first test pulse of the first polarity is applied to the first winding pair in the first cycle, 제 1 테스트 펄스에 응답하여 생성된 플라이백 펄스가 검출되며.A flyback pulse generated in response to the first test pulse is detected. 제 1 극성과 반대되는 제 2 극성의 제 2 테스트 펄스가 제 1 권선 쌍에 인가되고, A second test pulse of a second polarity opposite to the first polarity is applied to the first winding pair, 제 2 테스트 펄스에 응답하여 생성된 플라이백 펄스가 검출되고, A flyback pulse generated in response to the second test pulse is detected, 제 2 사이클 및 제 3 사이클 중에 제 2 권선 쌍 및 제 3 권선 쌍에 대해 상기 제 1 사이클이 반복되고,The first cycle is repeated for the second and third winding pairs during the second and third cycles, 상기 제 1 권선 쌍과, 제 2 권선 쌍 및 제 3 권선 쌍은 서로 상이한 무 브러시 다상 DC 모터의 회전 각도 검출 장치. And the first winding pair, the second winding pair, and the third winding pair are different from each other. 제 7 항에 있어서, The method of claim 7, wherein 각 사이클 중에 상기 처리 유닛을 이용하여 제각기의 사이클에서 측정된 2개의 플라이백 펄스의 지속 시간들 간의 차이를 측정하는 무 브러시 다상 DC 모터의 회전 각도 검출 장치. A rotation angle detecting device of a brushless polyphase DC motor measuring the difference between the durations of two flyback pulses measured in each cycle using the processing unit during each cycle. 제 8 항에 있어서, The method of claim 8, 상기 처리 유닛은 상기 2개의 플라이백 펄스의 지속 시간차를 결정하기 위한 업-다운 카운터(up-down counter)를 포함하는 무 브러시 다상 DC 모터의 회전 각도 검출 장치. And said processing unit comprises an up-down counter for determining the duration difference of said two flyback pulses. 제 3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 처리 수단은 2개의 연속하는 플라이백 펄스의 지속 시간차를 결정하기 위한 업-다운 카운터(up-down counter)를 포함하고, Said processing means comprises an up-down counter for determining the duration difference of two consecutive flyback pulses, 상기 구동 수단은, 폐쇄 루프 내에서 서로에 대해 직렬로 배열되어 구동 신호를 생성하기 위해 자신의 컨텐츠에 응답하여 상기 스위칭 소자를 개폐하는 복수의 시프트 레지스터를 포함하고, The driving means comprises a plurality of shift registers arranged in series with respect to each other in a closed loop to open and close the switching elements in response to their contents to generate a drive signal, 상기 업-다운 카운터에 의해 결정된 지속 시간차 값은 작동 중에 상기 시프트 레지스터에 인가되어, 상기 모터가 시동될 때에 상기 회전자가 사전 결정된 방향으로 회전하도록 상기 시프트 레지스터의 초기 상태를 결정하는 무 브러시 다상 DC 모터의 회전 각도 검출 장치. A duration difference value determined by the up-down counter is applied to the shift register during operation to determine the initial state of the shift register so that the rotor rotates in a predetermined direction when the motor is started. Rotation angle detection device. 제 7 항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 테스트 펄스는 고정된 지속 시간을 갖는 무 브러시 다상 DC 모터의 회전 각도 검출 장치. And said test pulse is a rotation angle detection device of a brushless polyphase DC motor having a fixed duration. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 장치는 서로 상이한 위상으로 배열된 3개의 권선(n=3)을 구비하는 모터에 적합하고, The device is suitable for a motor with three windings (n = 3) arranged in different phases from each other, 상기 구동 수단은 서로 다른 극성의 2개의 테스트 펄스를 각각의 권선에 인가하고, The drive means applies two test pulses of different polarity to each winding, 상기 장치는 회전 각도를 결정하기 위해 작동 중에 6개의 플라이백 펄스의 지속 시간을 검출하기 위한 3개의 사이클을 포함하는 측정 과정을 수행하고,The apparatus performs a measurement procedure comprising three cycles for detecting the duration of six flyback pulses during operation to determine the angle of rotation, 제 1 테스트 펄스는 전부 제 1 권선을 통해 흐르고, 제 2 권선과 제 3 권선을 통해 분할되어 흐르는 방식으로 상기 제 1 테스트 펄스가 상기 제 1 사이클 중에 각 권선에 인가되고,The first test pulses are all flowed through the first winding, the first test pulses are applied to each of the windings during the first cycle in a split flow through the second and third windings, 상기 제 1 테스트 펄스에 응답하여 생성된 적어도 2개의 플라이백 펄스가 상기 측정 회로에 의해 검출되며, At least two flyback pulses generated in response to the first test pulse are detected by the measurement circuit, 상기 처리 유닛은 상기 2개의 플라이백 펄스 중 어느 펄스의 지속 시간이 보다 더 긴지 결정하고, The processing unit determines which of the two flyback pulses has a longer duration, 상기 제 2 권선을 통해 전부 흐르며, 상기 제 1 권선과 상기 제 3 권선을 통해 분할되어 흐르는 제 2 테스트 펄스와, 상기 제 3 권선을 통해 전부 흐르고, 상기 제 1 권선과 상기 제 2 권선을 통해 분할되어 흐르는 제 3 테스트 펄스에 대해 각각, 제 2 사이클과 제 3 사이클 중에 상기 제 1 사이클을 반복하는 무 브러시 다상 DC 모터의 회전 각도 검출 장치. A second test pulse that flows through the second winding and is split through the first and third windings, and flows through the third winding and splits through the first and second windings The rotation angle detection apparatus of the brushless polyphase DC motor which repeats the said 1st cycle in a 2nd cycle and a 3rd cycle with respect to the said 3rd test pulse, respectively. 제 12 항에 있어서, The method of claim 12, 상기 테스트 펄스는 고정된 지속 시간을 갖는 무 브러시 다상 DC 모터의 회전 각도 검출 장치. And said test pulse is a rotation angle detection device of a brushless polyphase DC motor having a fixed duration. 제 12 항에 있어서, The method of claim 12, 상기 구동 수단은 상기 테스트 펄스의 전류값이 사전 결정된 최대값까지 증가하도록 상기 테스트 펄스의 지속 시간을 제어하는 무 브러시 다상 DC 모터의 회전 각도 검출 장치. And the driving means controls the duration of the test pulse so that the current value of the test pulse increases to a predetermined maximum value. 영구 자석 회전자와, 다수의 권선을 포함하는 고정자를 가진 다상 DC 모터와, A multiphase DC motor with a permanent magnet rotor, a stator comprising a plurality of windings, 상기 고정자에 대한 상기 회전자의 회전 각도를 검출하는 장치를 포함하되, A device for detecting an angle of rotation of the rotor relative to the stator, 상기 검출 장치는, The detection device, 상기 회전자가 회전하지 않는 동안 상기 권선에 전기 테스트 펄스를 인가하는 구동 수단과,Drive means for applying an electrical test pulse to the winding while the rotor is not rotating; 상기 테스트 펄스에 응답하여 모터에 의해 생성된 플라이백 펄스(flyback pulses)를 검출하기 위한 측정 회로와,Measurement circuitry for detecting flyback pulses generated by a motor in response to said test pulse; 상기 회전 각도를 판정하기 위해 검출된 상기 플라이백 펄스의 지속 기간을 조합하여 처리하는 처리 유닛A processing unit which combines and processes the durations of the detected flyback pulses to determine the rotation angle 을 포함하는 구동 시스템.Drive system comprising a. 삭제delete 삭제delete 제 15 항에 있어서,The method of claim 15, 상기 다상 DC 모터에 의해 구동되는 적어도 하나의 자화가능 디스크를 더 포함하는 구동 시스템. And at least one magnetizable disk driven by the polyphase DC motor. 영구 자석 회전자와 다수의 권선을 가진 고정자를 가진 무 브러시 다상 DC 모터(brushless multi-phase d.c. motor)에서 상기 회전자가 정지 상태일 때 상기 고정자에 대한 회전자의 위치를 판정하는 방법으로서,A method of determining the position of a rotor relative to the stator when the rotor is stationary in a brushless multi-phase d.c. motor with a permanent magnet rotor and a stator with multiple windings, 상기 회전자를 회전시키지 않고 상기 권선에 짧은 지속 시간의 전기적 테스트 신호를 인가하는 단계와.Applying a short duration electrical test signal to the winding without rotating the rotor; 상기 테스트 펄스에 응답하여 상기 고정자 권선에서 생성된 플라이백 펄스를 검출하는 단계와,Detecting a flyback pulse generated in the stator winding in response to the test pulse; 상기 고정자에 대해 상대적인 상기 회전자의 위치를 판정하기 위해 검출된 플라이백 펄스의 지속 시간을 기초로 하여 상기 검출된 플라이백 펄스를 조합하여 처리하는 단계와,Combining the detected flyback pulses based on the duration of the detected flyback pulses to determine the position of the rotor relative to the stator; 상기 판정된 회전자 위치를 기초로 하여 사전 설정된 회전 방향으로 상기 회전자를 회전시키도록 정해진 순서로 상기 고정자의 권선에 구동 신호를 순환적으로 인가하는 단계를 포함하는Cyclically applying a drive signal to a winding of the stator in a predetermined order to rotate the rotor in a preset rotational direction based on the determined rotor position 위치 판정 방법.Position determination method. 제 19 항에 있어서,The method of claim 19, 제 1 사이클동안, 제 1 극성의 제 1 테스트 펄스를 제 1 고정자 권선 쌍에 인가하고, 그에 응답하여 생성된 제 1 플라이백 펄스를 검출하며, During a first cycle, applying a first test pulse of a first polarity to the first stator winding pair and detecting a first flyback pulse generated in response; 상기 제 1 사이클동안 상기 제 1 고정자 권선 쌍에 상기 제 1 극성에 반대되는 제 2 극성의 제 2 테스트 펄스를 인가하고, 그에 응답하여 생성된 제 2 플라이백 펄스를 검출하되, 상기 제 1 플라이백 펄스와 제 2 플라이백 펄스의 지속 시간들 간의 차이는 상기 회전자 위치를 판정하기 위한 기준의 일부로서 작용하고, Applying a second test pulse of a second polarity opposite to the first polarity to the first stator winding pair during the first cycle, and detecting a second flyback pulse generated in response thereto, wherein the first flyback The difference between the durations of the pulse and the second flyback pulse serves as part of the criterion for determining the rotor position, 다른 제 2 고정자 권선 쌍에 대해 제 2 사이클 중에 제 1 사이클을 반복하되, 제 2 사이클 중에 생성된 제 3 플라이백 펄스와 제 4 플라이백 펄스의 지속 시간차는 상기 회전자 위치를 판정하는 기준의 또 다른 일부로서 작용하는 위치 판정 방법.Repeating the first cycle during the second cycle for another second stator winding pair, wherein the duration difference between the third and fourth flyback pulses generated during the second cycle is further determined by the criteria for determining the rotor position. Position determination method acting as another part. 제 19 항에 있어서,The method of claim 19, 상기 테스트 펄스는 고정된 지속 시간을 가진 위치 판정 방법.And the test pulse has a fixed duration. 제 19 항에 있어서,The method of claim 19, 제 1 사이클동안, 테스트 펄스가 전부 제 1 고정자 권선을 통해 흐르고, 제 2 고정자 권선 및 제 3 고정자 권선을 통해 분할되어 흐르는 고정자 권선에 제 1 테스트 펄스를 인가하고 - 그에 의해 제 1 플라이백 펄스와 제 2 플라이백 펄스가 그에 응답하여 생성되고 검출되며, 상기 처리 단계는 상기 제 1 플라이백 펄스와 상기 제 2 플라이백 펄스 중 어느것이 더 긴 지속 시간을 갖는지를 판정함 -,During the first cycle, the test pulses all flow through the first stator windings and are split through the second stator windings and the third stator windings to apply the first test pulses to the stator windings, whereby A second flyback pulse is generated and detected in response and the processing step determines which of the first flyback pulse and the second flyback pulse has a longer duration-, 제 2 사이클 및 제 3 사이클 중에 제 2 테스트 펄스와 제 3 테스트 펄스에 대해 상기 제 1 사이클을 반복하되,Repeating the first cycle for the second and third test pulses during the second and third cycles, 상기 제 2 테스트 펄스는 전부 상기 제 2 권선을 통해 전부 흐르고, 상기 제 1 권선과 상기 제 3 권선을 통해 분할되어 흐르며, 상기 제 3 테스트 펄스는 상기 제 3 권선을 통해 전부 흐르고, 상기 제 1 권선과 상기 제 2 권선을 통해 분할되어 흐르는 위치 판정 방법.The second test pulses all flow through the second winding, divided and flow through the first winding and the third winding, the third test pulses all flow through the third winding, and the first winding And a splitting position flowing through the second winding. 제 22 항에 있어서,The method of claim 22, 상기 테스트 펄스는 고정된 지속 시간을 갖는 위치 판정 방법.And the test pulse has a fixed duration.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10162380A1 (en) * 2001-12-19 2003-07-03 Bosch Gmbh Robert Procedure for starting a brushless DC motor
TW200405638A (en) * 2002-05-24 2004-04-01 Virginia Tech Intell Prop Radial-axial electromagnetic flux electric motor, coaxial electromagnetic flux electric motor, and rotor for same
DE102004013241A1 (en) * 2004-03-18 2005-10-06 Robert Bosch Gmbh Method for starting a sensorless, electronically commutated DC motor
JP2009505618A (en) * 2005-08-09 2009-02-05 エヌエックスピー ビー ヴィ Brushless motor driving device and data reading / writing device having brushless motor controlled by such driving device
JP5659810B2 (en) * 2011-01-18 2015-01-28 ダイキン工業株式会社 Motor drive device
DE102012202772A1 (en) * 2012-02-23 2013-08-29 Robert Bosch Gmbh Calibration and monitoring of an angle measuring system for electrical machines
DE102014208139A1 (en) * 2014-04-30 2015-11-05 Robert Bosch Gmbh Control device for an electric motor, vehicle and method
CN110868116B (en) * 2018-03-30 2021-06-25 江苏美的清洁电器股份有限公司 Rotor positioning method, positioning device and control system of brushless direct current motor
CN108336929B (en) * 2018-03-30 2020-04-10 江苏美的清洁电器股份有限公司 Rotor positioning method, positioning device and control system of brushless direct current motor

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5530326A (en) * 1993-07-19 1996-06-25 Quantum Corporation Brushless DC spindle motor startup control

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3786849T2 (en) * 1986-07-01 1993-11-11 Conner Peripherals Inc Method and device for controlling electric motors.
US5117165A (en) 1990-06-29 1992-05-26 Seagate Technology, Inc. Closed-loop control of a brushless DC motor from standstill to medium speed
US5652525A (en) * 1992-03-16 1997-07-29 Lockheed Martin Tactical Systems, Inc. System and method for detecting D.C. motor circuit failures
US5569990A (en) * 1995-03-31 1996-10-29 Seagate Technology, Inc. Detection of starting motor position in a brushless DC motor

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5530326A (en) * 1993-07-19 1996-06-25 Quantum Corporation Brushless DC spindle motor startup control

Also Published As

Publication number Publication date
CN1127799C (en) 2003-11-12
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CN1287708A (en) 2001-03-14
US6204617B1 (en) 2001-03-20
KR20010030759A (en) 2001-04-16

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